聚電解質(zhì)在極性稀溶液中的聚集與納米自組裝.pdf

1、該研究的主要目的是通過對熒光基團標記的強聚電解質(zhì)各種熒光光譜測試分析,從分子水平上揭示不同電荷密度的聚電解質(zhì)在稀溶液中的聚集形態(tài)與電荷密度、離子強度等的關系.在此基礎之上,研究電荷密度和離子強度對聚電解質(zhì)逐層吸附(LbL)超薄膜自組裝過程和結構的影響,以及小分子物質(zhì)在超薄膜中的擴散.還初步探討了聚電解質(zhì)在膠體粒子表面的自組裝.該工作的主要內(nèi)容和結果如下:將熒光單體萘(1-NpMAm)和芘(1-PyMAm)分別或同時與2-丙烯酰胺基-2-

2、甲基丙磺酸(AMPS)和N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)自由基共聚合成了一系列電荷密度(AMPS摩爾分數(shù)F<,AMPS>)從0.05-0.99的單或雙標記聚電解質(zhì)試樣.測定了在C*以下濃度(0.05g/L)的聚電解質(zhì)在純水、NaCl和CaCl<,2>溶液中的分子間和分子內(nèi)熒光NRET效率隨試樣電荷密度和溶液離子強度的變化.測定了芘標記聚電解質(zhì)的熒光壽命.陽離子猝滅劑Cu<'2+>離子在F<,AMPS>>0.30的分子鏈上發(fā)生凝聚,導致

3、標記芘的靜態(tài)猝滅,與動態(tài)猝滅共同作用的結果,大大提高了猝滅效果,聚陰離子的電荷密度越高,凝聚的Cu<'2+>越多,猝滅效果越明顯.I<'->離子的猝滅效果則與Cu<'2+>離子不同,隨電荷密度的增加,猝滅效率下降,是靜電排斥和反離子凝聚共同作用的結果.非離子型猝滅劑硝基甲烷和二硝基苯對芘標記聚電解質(zhì)的猝滅結果表明,當F<'AMPS>小于0.449時猝滅速率常數(shù)K<,q>隨電荷密度增加而增加,當F<,AMPS>超過0.449時K<,q>隨

4、電荷密度增加而降低;硝基甲烷在0.1mol/L NaCl溶液中對標記芘的猝滅的K<,q>也有相同的變化趨勢.聚電解質(zhì)標記芘的"極性標尺"熒光發(fā)射第一峰與第三峰之比I<,1>/I<,3>在極性溶劑水和DMSO中,均隨聚電解質(zhì)電荷密度的增加而減小,在F<,AMPS>為0.5左右時發(fā)生突變.運用標記聚電解質(zhì)研究了電荷密度對逐層吸附(LbL)自組裝過程的影響,發(fā)現(xiàn)聚離子的逐層吸附存在一個臨界電荷密度,當F<,AMPS>≥0.711時,逐層吸附能